L’hélicoptère Mars de la NASA, Ingenuity, pourrait transformer l’exploration de la salle pour toujours

L’ingéniosité peut prendre son envol sur Mars dans cette animation de la NASA.

NASA/JPL-Caltech

Les rovers à roues de la NASA ont découvert une somme incroyable sur Mars. De la maîtrise de l’histoire humide de la planète à la découverte de la chimie de son sol, en passant par la présence déroutante de méthane dans son environnement, les robots roulants ont été indispensables pour dépeindre l’image de l’un des voisins les plus proches de la Terre. Ils sont incroyables, mais ils ne peuvent pas supporter une tonne de sol – un mouvement lent est important pour les empêcher de tomber au-dessus d’une falaise ou d’entrer en collision avec un rocher.

Mais réfléchissez s’ils pouvaient voler.

Attacher un ensemble d’ailes à un robot sur une autre planète ouvrirait une toute nouvelle façon d’explorer d’autres mondes. “La capacité de voler où vous voulez, à une vitesse formidable, pour une vue rapprochée sans risque de collision ou de chute, est une capacité passionnante”, déclare Alan Duffy, professeur d’astrophysique au Swinburne College en Australie.

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C’est exactement ce que la NASA a accompli avec Ingenuity, un petit giravion léger qui doit juste prendre son envol sur Mars le 11 avril. S’il vole, ce sera la première fois que des gens accompliront un vol contrôlé sur une autre terre – un Wright frères minute dans une partie supplémentaire du cosmos.

Il y a néanmoins des soucis de taille à voler sur Mars, et Ingenuity doit faire face à une planète qui aime particulièrement tuer des vaisseaux spatiaux. Besoin qu’il réussisse à décoller, il ouvrira la voie à d’éventuelles missions, plus loin dans le cosmos.

Voici pourquoi Ingenuity est si ingénieux.

Contrôles en amont

Si vous voulez savoir comment la NASA a acheté un hélicoptère pour Mars et sentez que vous n’en avez pas beaucoup entendu parler, c’est probablement dû au fait que le rover Perseverance de la NASA a volé toute la vedette. L’ingéniosité est une mission de « voyage aux côtés » et une démonstration technologique. Ce n’est tout simplement pas sur Mars pour faire de la science. En quelque sorte, il est conçu pour montrer que le vol propulsé est faisable dans un autre monde.

L’ingéniosité était absente du ventre de Persévérance pendant le séjour prolongé du rover de la Terre à Mars, qui a débuté en juillet. Le rover a de nouveau atterri sur la terre en février, et Ingenuity était en sécurité et semblait de la surface martienne sévère et froide jusqu’au 4 avril, lorsque Persévérance a méticuleusement déposé l’hélicoptère sur le sol.

À bord de Perseverance, Ingenuity était protégé et alimenté par la suite d’appareils du rover. Mais peu de temps après qu’il ait été déposé et que Persévérance soit absente, l’ingéniosité était froide et par elle-même – à peu près. Les températures de Mars chutent parfaitement sous le point de congélation la nuit, à moins 130 degrés Fahrenheit. Par chance, Ingenuity a montré qu’il pouvait faire face au froid lorsqu’il survivait à sa première soirée séparée de son copain rover.

Le partenariat avec Persévérance n’est cependant pas terminé. Lorsque Ingenuity exigera de commencer par le vol, ce sera Persévérance qui relaiera les messages des individus vers la Terre.

Le 6 avril, Ingenuity a pris sa première photographie de Mars, un instantané orange et marron à résolution minimale de la surface. Ce n’est pas beaucoup, mais si vous voulez vous spécialiser, c’est la première fois qu’un véhicule à moteur pouvoir of flight a pris une photo de la surface de la planète violette, donc c’est vraiment génial.

Les portes de la cabine sont maintenant fermées

Il y a une tonne de défis pour accomplir un vol sur Mars, mais le plus important est l’air.

Vous trouverez un changement radical dans l’environnement impliquant la terre rouge et la Terre. L’ambiance martienne est incroyablement mince par rapport à la nôtre, donc obtenir de l’altitude est considérablement plus difficile. L’ingéniosité est conçue pour faire face à ce problème. Lorsque nous l’avons déjà appelé tout d’un hélicoptère à un aviateur, d’un hélicoptère à un giravion, la technologie qui me rappelle le plus est un drone.

Cela dit, ses pales sont nettement plus grosses que des individus pour un engin de taille comparable sur Terre, et elles tournent à environ 2 400 tr/min, soit 6 instants plus rapidement que sur un engin dépendant de la Terre. À cette vitesse et à cette mesure, des vérifications dépendant de la Terre ont montré qu’Ingenuity doit être équipé pour décoller sur Mars sans situation.

Contrairement à un drone, cependant, personne ne pilote la voiture en temps réel. L’équipage d’Ingenuity a dû ajouter des instructions à l’engin bien à l’avance et recevra ensuite des informations une fois qu’il sera réellement construit son vol. L’ingéniosité est construite pour être très autonome et pour se maintenir en équilibre au cours du délai de communication entre les deux planètes.

Se préparer au décollage

Avant l’atterrissage de Perseverance dans le cratère Jezero le 18 février, l’équipage d’Ingenuity recherchait un “aérodrome” et une “zone de vol” limitrophe – un emplacement plat et principalement vacant sur la zone de Mars qui ne mettrait pas en péril la sécurité d’Ingenuity.

La bonne chose est qu’il n’y avait qu’une seule porte à côté du site Internet de l’atterrissage. “Nous avons commencé à comprendre que nous pourrions avoir un très bon aérodrome, juste devant notre nez”, a déclaré Håvard Fjær Grip de la NASA, le pilote en chef d’Ingenuity. Grip affirme que le groupe semblait “à peu près tous les rochers et cailloux” avant de décider de la fondation de la résidence pour l’hélicoptère.

En 30 sols (environ 31 jours terrestres), Ingenuity envisage d’effectuer cinq vols, mais le tout premier est le plus vital. Ce sera un vol assez simple.

Le giravion partira, tout droit, à une altitude d’environ trois mètres (environ 10 pieds) et survolera la zone pendant environ 30 secondes. Ensuite, il fera un petit changement, avant de redescendre et d’atterrir. Pendant toute la durée du vol, les yeux et l’esprit d’Ingenuity auront un temps de travail au-delà de la réglementation, préprogrammé par la main-d’œuvre pour préserver l’engin inoffensif.

Il faudra capturer 30 visuels pour chaque seconde du sol pour savoir où il se trouve et pour effectuer les ajustements de trajectoire nécessaires – environ 500 fois par seconde, selon Grip. Cette autonomie garantit que l’ingéniosité ne sera pas déviée par une rafale martienne soudaine.

Missions futures

Comme les ingénieurs de la NASA l’ont répété à maintes reprises : Ingenuity est une « démonstration technologique », tout comme le tout premier rover martien, Sojourner, qui a parcouru la Terre en 1997.

Dans de nombreuses stratégies, Ingenuity a actuellement réussi : il a survécu au voyage vers Mars, s’est installé seul sur terre et a survécu à sa première nuit par lui-même dans le froid. Son premier vol sera capital, non seulement pour l’exploration de Mars, mais pour l’exploration de l’ensemble de notre méthode solaire.

« Si Ingenuity prouve que nous pouvons piloter des avions de manière productive sur d’autres planètes, cela augmentera considérablement les choix d’exploration dans un avenir prévisible », suggère Jonti Horner, professeur d’astrophysique à l’Université du sud du Queensland.

Le vol est un outil puissant pour l’exploration. Si les robots peuvent rester dans les airs, ils seront équipés pour gravir rapidement les régions montagneuses, pour examiner les fissures dans les collines, pour voler au-dessus des lacs ou des lits de lacs et pour se déplacer rapidement pour éviter les risques. Avec les outils appropriés, ils peuvent également être équipés pour prélever des échantillons et les transporter à nouveau vers un robot roulant. Vous pouvez même imaginer un combo rover-giravion Mars dans le potentiel, permettant aux agences de chambres de repérer leur site d’atterrissage avec plus de précision et de décider de la meilleure position pour rouler jusqu’au jour ouvrable suivant.

Il existe d’autres missions – et mondes – qui bénéficieront également de la démo d’Ingenuity.

Dragonfly examinera Titan, la lune de Saturne.

NASA/JHU-APL

L’une de ces missions est la libellule de la NASA, que Horner appelle la « grande sœur » d’Ingenuity. Cette mission examinera Titan, l’une des lunes les plus intrigantes de Saturne. La lune est abondante en matière naturelle et organique, a un environnement riche en azote comme la Terre et abrite d’énormes lacs de méthane et des tempêtes. Il peut même incorporer des symptômes de la vie, passés ou actuels.

“Titan est différent de tout autre endroit du système solaire et Dragonfly ne ressemble à aucune autre mission”, affirme Thomas Zurbuchen, administrateur affilié à la NASA pour la direction des missions scientifiques. C’est vraiment un peu plus formidable qu’Ingenuity, avec le vaisseau spatial qui contient tous les instruments nécessaires pour rechercher des indicateurs de mode de vie et analyser le cratère d’empreinte Selk, que l’on soupçonne d’avoir lorsqu’il est retenu de l’eau liquide. Dragonfly devrait démarrer en 2027 et arriver à Titan d’ici 2034.

Si Ingenuity prend son envol, le désir d’un vol d’un autre monde deviendra un fait, inaugurant l’ère à venir de l’exploration des maisons planétaires.